__builtin_offsetof演算子の目的と戻り型は何ですか？

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/400116

  •  03-07-2019
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質問

C ++の__builtin_offsetof演算子（またはSymbianの_FOFF演算子）の目的は何ですか？

さらに、何を返しますか？ポインター？バイト数？

役に立ちましたか？

解決

これは、CおよびC ++標準で指定されている offsetof マクロを実装するためにGCCコンパイラによって提供される組み込みコマンドです。

GCC-offsetof

POD構造体/共用体のメンバーが存在するオフセットをバイト単位で返します。

サンプル：

struct abc1 { int a, b, c; };
union abc2 { int a, b, c; };
struct abc3 { abc3() { } int a, b, c; }; // non-POD
union abc4 { abc4() { } int a, b, c; };  // non-POD

assert(offsetof(abc1, a) == 0); // always, because there's no padding before a.
assert(offsetof(abc1, b) == 4); // here, on my system
assert(offsetof(abc2, a) == offsetof(abc2, b)); // (members overlap)
assert(offsetof(abc3, c) == 8); // undefined behavior. GCC outputs warnings
assert(offsetof(abc4, a) == 0); // undefined behavior. GCC outputs warnings

@Jonathanは、使用できる場所の良い例を提供します。侵入型リスト（データ項目にnextポインタとprevポインタ自体が含まれるリスト）の実装に使用されたことを覚えていますが、悲しいことに、実装にどこが役立ったか覚えていません。

他のヒント

@litbが指摘し、@ JesperEが示すように、offsetof（）はバイト単位の整数オフセットを（ size_t 値として）提供します。

いつ使用するか？

関連する可能性のあるケースの1つは、膨大な数の多様な構成パラメーターをファイルから読み取り、値を同様に膨大なデータ構造に詰め込むテーブル駆動操作です。非常に些細なことまで減らして（そして、ヘッダーで構造タイプを定義するなど、必要なさまざまな実世界の慣行を無視して）、いくつかのパラメーターが整数であり、他の文字列であり、コードがかすかに見えるかもしれないことを意味します：

#include <stddef.h>

typedef stuct config_info config_info;
struct config_info
{
   int parameter1;
   int parameter2;
   int parameter3;
   char *string1;
   char *string2;
   char *string3;
   int parameter4;
} main_configuration;

typedef struct config_desc config_desc;
static const struct config_desc
{
   char *name;
   enum paramtype { PT_INT, PT_STR } type;
   size_t offset;
   int   min_val;
   int   max_val;
   int   max_len;
} desc_configuration[] =
{
    { "GIZMOTRON_RATING", PT_INT, offsetof(config_info, parameter1), 0, 100, 0 },
    { "NECROSIS_FACTOR",  PT_INT, offsetof(config_info, parameter2), -20, +20, 0 },
    { "GILLYWEED_LEAVES", PT_INT, offsetof(config_info, parameter3), 1, 3, 0 },
    { "INFLATION_FACTOR", PT_INT, offsetof(config_info, parameter4), 1000, 10000, 0 },
    { "EXTRA_CONFIG",     PT_STR, offsetof(config_info, string1), 0, 0, 64 },
    { "USER_NAME",        PT_STR, offsetof(config_info, string2), 0, 0, 16 },
    { "GIZMOTRON_LABEL",  PT_STR, offsetof(config_info, string3), 0, 0, 32 },
};

設定ファイルから行を読み取り、コメントと空白行を破棄する一般的な関数を作成できるようになりました。次に、パラメーター名を分離し、 desc_configuration テーブルで検索します（バイナリ検索を実行できるように並べ替えることができます-複数のSO質問が対応しています）。正しい config_desc レコードを見つけると、見つかった値と config_desc エントリを2つのルーチンの1つに渡します。1つは文字列を処理し、もう1つは整数を処理します。

これらの関数の重要な部分は次のとおりです。

static int validate_set_int_config(const config_desc *desc, char *value)
{
    int *data = (int *)((char *)&main_configuration + desc->offset);
    ...
    *data = atoi(value);
    ...
}

static int validate_set_str_config(const config_desc *desc, char *value)
{
    char **data = (char **)((char *)&main_configuration + desc->offset);
    ...
    *data = strdup(value);
    ...
}

これにより、構造体の個別のメンバーごとに個別の関数を記述する必要がなくなります。

組み込みの__offsetof演算子の目的は、コンパイラベンダーがoffsetof（）マクロを#defineし続けながら、単項演算子＆amp;を定義するクラスで動作させることです。 offsetof（）の典型的なCマクロ定義は、（＆amp; lvalue）がその右辺値のアドレスを返したときにのみ機能しました。つまり

#define offsetof(type, member) (int)(&((type *)0)->member) // C definition, not C++
struct CFoo {
    struct Evil {
        int operator&() { return 42; }
    };
    Evil foo;
};
ptrdiff_t t = offsetof(CFoo, foo); // Would call Evil::operator& and return 42

@litbのように、構造体/クラスメンバーのバイト単位のオフセット。 C ++では、コンパイラーが文句を言う場合に備えて、未定義の場合があります。 IIRC、それを実装する1つの方法（少なくともCで）を行うことです

#define offsetof(type, member) (int)(&((type *)0)->member)

しかし、これには問題があると確信していますが、興味のある読者には指摘するようにしておきます...

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